طراحی صندلی چرخدار الکتریکی

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
چكيده
صندلي چرخدار الكتريكي وسيله مناسبي براي كمك به افرادي است كه از ناتواناييهاي حاد حركتي رنج مي برند و به آنها تا حد زيادي استقلال مي دهد. در اين پروژه يك صندلي چرخدار با نيروي رانش الكتريكي كه كاربر توسط جوي استيك آنرا هدايت مي كند، ساخته شد. با بررسي هاي مختلف خواهيم ديد كه موتور مناسب براي اين منظور، موتور DC مغناطيس دائم است كه به منظور استفاده در صندلي چرخدار الكتريكي طراحي شده است. منبع انرژي دو عدد باتري سرب- اسيد 12 V, 60 Ah انتخاب شد و مدار تحريك موتور برشگر PWM مي باشد كه در آن عمل برشگري توسط ماسفت انجام مي گيرد. براي كنترل سيستم ابتدا پايداري ديناميك ثابت آنرا با استفاده از ماتريسهاي تبديل دوران، در حالت كلي بررسي كرده و سپس يك مدار خطي از مجموعه را در نظر گرفتن پارامترهاي شخص راننده ارائه كرديم. با وجود همه ساده سازيهاي ممكن خواهيم ديد كه مدل به دست آمده از پيچيدگي زيادي برخوردار است و براي كنترل حلقه بسته آن بايد از روشهاي پيشرفته كنترل وفقي مبتني بر شبكه هاي عصبي و منطق فازي استفاده كرد. در صورت عدم استفاده از كنترل حلقه، بسته، هدايت صندلي در محيطهايي با موانع زياد، با دشواري همراه خواهد بود.

فهرست مطالب

عنوان صفحه
فصل اول- مقدمه
فصل دوم- بررسي صندلي چرخدار
مقدمه
1-2- اجزاء صندلي چرخدار
1-1-2- سيستم رانش
3-1-2- چرخها
4-1-2- اسكلت بندي
2-2- انواع صندلي چرخدار
3-2- ابعاد استاندارد صندلي چرخدار
4-2-پارامترهاي مهم در انتخاب صندلي چرخدار
5-2-نكات مهم در انتخاب صندلي چرخدار
6-2-مشخصات صندلي چرخدار الكتريكي
1-6-2-روشهاي هدايت صندلي چرخدار الكتريكي
2-6-2-روشهاي هدايت صندلي چرخدار الكتريكي
7-2-موارد استفاده از صندلي چرخدار
8-2-موارد عدم استفاده از صندلي چرخدار
خلاصه
فصل سوم- انتخاب ادوات مورد نياز
مقدمه
1-3-صندلي چرخدار
2-3- موتور الكتريكي
1-2-3-باتريك نيكل- كادميوم
2-3-3- باتري سرب- اسيد
4-3- مدار كنترل سرعت
5-3- انتخاب المال سوئيچ
6-3- انتخاب وسيله هدايت
خلاصه
فصل چهارم- طراحي كنترل كننده
مقدمه
1-4- پروتكل هدايت صندلي بر اساس حركت صندلي چرخدار
2-4- رابطه بين سرعت خط
3-4- بررسي ديناميك ثابت صندلي چرخدار
4-4- بررسي كنترل حلقه بسته
4-5- روشهاي كنترل صندلي چرخدار الكتريكي
1-5-4- كنترل كننده هاي قابل تنظيم
2-5-4- كنترل با سنسورها يا همكار
3-5-4- كنترل تحمل پذير خطا
6-4- سازگاري الكترومغناطيسي
فصل پنچم
مقدمه
روشهاي ساخت مدار
1-5-پياده سازي به روش آنالوگ
1-1-5- كنترل كننده PWM
2-1-5- محاسبه جريان گيت ماسفت
3-1-5- انتخاب فركانس برشگري
4-1-5- استخراج پارامترهاي موتور ANCN7152
5-1-5- ساختن ولتاژ منفي از ولتاژ مثبت
2-5- پياده سازي به روش ديجيتال
1-2-5- روشهاي سنجش شارژ باتري
2-2-5- ساخت منبع تغذيه منفي
خلاصه
فصل ششم- نتايج آزمايشات
فصل هفتم- نتيجه گيري و پيشنهاداتي براي ادامه كار
مراجع
ضميمه (1)- نرم افزار هدايت صندلي چرخدار
ضميمه (2)- برنامه ثبت و تحليل داده ها براي تعيين
ضميمه (3)- گاتالوگ موتور ANCN7152
ضميمه (4)- گاتالوگهاي 8951 و TL494


فهرست شكلها
شكل صفحه
شكل (2-1): نمودار ابعاد اساسي صندلي چرخدار
شكل (1-3): تصاوير تقربي صندلي چرخدار از زواياي مختلف
شكل (2-3): نماي چرخ عقب و متعلقات آن
شكل (3-3) نيروهاي وارد شده به محور چرخ
شكل (4-3): نيروهاي وارد شده به صندلي چرخدار در سطح شيبدار
شكل (5-3): برشگر كاهنده با بار اهمي
شكل (6-3): تقسيم بندي برشگرها
شكل (7-3): برشگر كلاس B
شكل (8-3): برشگر كلاس C
شكل (9-3): برشگر كلاس D
شكل (10-3): برشگر كلاس E
شكل (11-3): كنترل دو جهته دور موتور DC با رله SPDT
شكل (12-3): نماي مداري GTO
شكل (13-3): نماي مداري ماسفت كانال N
شكل (14-3): نماي مداري IGBT
شكل (1-4): چرخهاي صندلي عقب صندلي چرخدار
شكل (2-4): نيروهاي وارد شده به مركز جرم
شكل (3-4): دستگاه مختصات صندلي چرخدار
شكل (4-4): دياگرام بلوكي سيستم صندلي چرخدار الكتريكي با كنترل انسان
شكل (5-4): سينماتيك صندلي چرخدار
شكل (6-4): دياگرام بلوكي دياگرام بلوكي كامل شده شكل (4-4)
شكل (1-5): جمع كننده و تفريق كننده آنالوگ
شكل (2-5): پياده سازي تابع قدر مطلق با پل ديودي
شكل (3-5): يكسوساز نيم موج ايده آل
شكل (4-5): يكسوساز تمام موج ايده آل
شكل (5-5): نحوه تضعيف سيگنال خروجي جمع كننده
شكل (6-5): نحوه تضعيف سيگنال خروجي تفريق كننده
شكل (7-5): نحوه بافر كردن خروجي جوي استيك
شكل (8-5): تراشه TL494
شكل (9-5): جريانهاي كشيده شده توسط گيت هنگام روشن شدن
شكل (10-5): روشن شدن ماسفت با مقاومت
شكل (11-5): روشن شدن ماسفت با مقاومت ترانزيستور
شكل (12-5): مدار تحريك ماسفت
شكل (13-5): ولتاژ و جريان سوئيچ در حال روشن شدن
شكل (14-5): روشن پاسخ پله براي استخراج

شكل (15-5): اعمال ولتاژ پله به موتور
شكل (16-5): پاسخ پله به موتور
شكل (17-5): مدار معادل الكتريكي براي موتور DC
شكل (18-5): پاسخ فركانس جريان آرميچر و سرعت موتور
شكل (19-5): تنظيم دوره كار توسط TL494
شكل (20-5): ساخت منبع تغذيه منفي
شكل (21-5): شكل موجهاي رگولاتور باك- بوست
شكل‌ (22-5): تنظيم فركانس و دوره كار توسط IC 555
شكل (23-5): نماي شماتيك مدار ديجيتال
شكل (24-5): نمودار گردشي برنامه نرم افزاري
شكل (25-5): تبديل ولتاژ به جريان
شكل (26-5):ساخت منبع تغذيه منفي در مدار ديجيتال


فهرست جداول

جدول صفحه
جدول (1-2): ابعاد استاندارد صندلي چرخدار

جدول (3-1): مقايسه خواص المانهاي قدرت